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(11) | EP 4 145 676 B1 |
| (12) | EUROPEAN PATENT SPECIFICATION |
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| (54) |
COOLING SYSTEM FOR DRIVING MOTOR OF NEW ENERGY AUTOMOBILE KÜHLSYSTEM FÜR ANTRIEBSMOTOR EINES AUTOMOBILS MIT NEUER ENERGIE SYSTÈME DE REFROIDISSEMENT POUR MOTEUR D'ENTRAÎNEMENT D'AUTOMOBILE À ÉNERGIE NOUVELLE |
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FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION
SUMMARY
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
FIG. 1 is a perspective view of a cooling system for a drive motor of an alternative fuel vehicle according to a typical embodiment of the present application;
FIG. 2 is a diagram of the direction of the coolant flow in the cooling system of FIG. 1;
FIG. 3 is a partially enlarged diagram of the flow guiding configuration and convergence port of the cooling system for the drive motor of FIG. 1;
FIGS. 4a and 4b are diagrams of the core punch of the drive motor of FIG. 1;
FIG. 5 is a partially enlarged diagram of the core punch in FIG. 4b;
FIG. 6 is a diagram of the circumferential expansion of the outer circumference of the stator core of FIG. 1;
FIG. 7 is a partially enlarged diagram of the diversion region on the outer periphery of the stator core of FIG. 6;
FIGS. 8a and 8b are diagrams of the circumferential expansion of the outer circumference of a stator core according to other embodiments;
FIGS. 9a and 9b are diagrams of a second core punch according to other embodiments;
FIG. 10 is a diagram of a cooling structure for cooling the end windings of the cooling system of FIG. 1; and
FIG. 11 is a diagram of a flow guiding hood according to other embodiments.
DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
a flow guiding configuration (5) positioned at the outer periphery of said stator core (3), forming a connected space by means of a hole or slot in the outer periphery of said stator core (3) or in the inner wall of said motor housing (2) for directing the coolant flow at the outer periphery of said stator core (3) to cool said stator core (3), said flow guiding configuration (5) comprising alternately arranged diversion regions (51) and convergence regions (52), so that the coolant flow is subdivided into multiple paths and flows in parallel in the diversion regions (51) and converges into a single path in the convergence regions (52);
one or more coolant inlets (8) arranged on said motor housing (2) in connection with said convergence regions (52), for introducing the coolant from outside said cooling system to the outer periphery of said stator core (3);
a flow guiding hood (6) mounted in said motor housing (2), extending away from said stator core (3) from the end of said stator core (3) and gradually converging along the axial direction of said stator core (3), for directing the coolant flow to the end of said stator winding (4) to cool the end of said stator winding (4), wherein said flow guiding hood (6) covers only a portion of an upper part of an end of said stator core (3) along the vertical direction, and wherein said flow guiding hood (6) extends a distance along the axial direction of said stator core (3) less than the distance that said end of said stator winding (4) extends along the axial direction of said stator core (3) outside of said stator core (3); and
a convergence port (9) positioned in the upper part of the end of said stator core (3) along the vertical direction, for allowing the passage of the coolant in said flow guiding configuration (5) to allow the coolant flow from the outer periphery of said stator core (3) to said flow guiding hood (6),
characterized in that
said flow guiding hood (6) is a hollow structure and comprises a plurality of diversion bosses (61) and a plurality of flow guiding strips (62) for uniformly dispersing the coolant flowing into said flow guiding hood (6) into a circumferential area inside said flow guiding hood (6) along the orientation of said flow guiding hood (6),
wherein said flow guiding hood (6) is attached to an end pressure plate arranged on the end of said stator core (3),
wherein said coolant in said flow guiding hood (6) flows from said stator core (3) via holes or slots arranged in said end pressure plate and flows in the direction of said stator winding (4) by the combined action of said diversion bosses (61), said flow guiding strips (62) and gravity, and
wherein said end pressure plate is formed by a lamination of said core punches (31, 32).
a flow accumulating hood (7) mounted in said motor housing (2) and attached to an end pressure plate on the end of said stator core (3), extending away from said stator core (3) from the end of said stator core (3) and gradually converging along the axial direction of said stator core (3), for receiving a portion of the coolant falling from the end of said stator winding (4), wherein said flow accumulating hood (7) only covers a portion of the lower part of the end of said stator core (3) along the vertical direction, said flow accumulating hood (7) extends along the axial direction of the stator core (3) for a greater distance than the end portion of said stator winding (4) extends along the axial direction of said stator core (3) outside said stator core (3); and
a coolant outlet (10) arranged at the bottom of said flow accumulating hood (7) for exporting the coolant from said flow accumulating hood (7) to avoid prolonged immersion of the coolant in said drive motor during the cessation of operation of said drive motor,
wherein said flow accumulating hood (7) is configured such that the coolant therein flows from said coolant outlet (10), or such that the coolant overflows from said flow accumulating hood (7) after filling said flow accumulating hood (7).
said core punches (31, 32) are annular in shape, and
said flow guiding configuration (5) is formed by a lamination of said core punches (31, 32) to allow coolant to flow around the outer perimeter of said core punches (31, 32).
adjacent said core punches (31, 32) are deflected by a first circumferential angle along the circumference direction of said stator core (3), and
said core punches (31, 32) are arranged with tabs on their outer circumference for forming said diversion regions (51).
said diversion regions (51) comprise a plurality of sub-diversion regions, said tabs are centrally distributed in said plurality of sub-diversion regions, the number of said tabs included in each sub-diversion region is n being not less than 2,
each of said tabs extends a second circumferential angle (α) along the circumferential direction,
the angle between the corresponding sides of adjacent said tabs is a third circumferential angle (β), and
the angle between adjacent said sub-diversion regions is a fourth circumferential angle (γ).
said cooling system is configured to satisfy: γ > (n - 1) * β + α, n ≥ 2, and
said convergence regions (52) extend along the circumference direction at a circumferential angle not less than the fourth circumferential angle.
said core punches (31, 32) are arranged with slots for forming said convergence regions (52),
said tabs arranged on said core punches (31, 32) extend in a circumferential direction and comprise a plurality of holes therein, said plurality of holes comprising a short hole (322) and a medium-length hole (323) for forming said diversion regions (51),
the circumferential angle between adjacent said holes is a second circumferential angle (α),
the circumferential angle of said short hole (322) is the difference between said third circumferential angle (β) and said second circumferential angle, and
the circumferential angle of said mid-length hole is a fourth circumferential angle (γ).
said core punches (31, 32) are arranged with two slots, said tabs extending in a circumferential direction from one said slot to the another said slot, said tabs comprising a short hole (322), a medium-length hole (323) and a long hole (324),
said short hole (322) and said medium-length hole (323) are used for forming said diversion regions (51),
said long hole (324) and said slot are used for forming said convergence regions (52),
the circumferential angle between adjacent said holes in said tabs is a second circumferential angle (α),
the circumferential angle of said short hole (322) is the difference between said third circumferential angle (β) and said second circumferential angle, and
the circumferential angle of said mid-length hole is a fourth circumferential angle (γ).
eine Stromführungskonfiguration (5), die an dem Außenrand des Statorkerns (3) positioniert ist und einen verbundenen Raum mittels eines Lochs oder Schlitzes in dem Außenrand des Statorkerns (3) oder in der Innenwand des Motorgehäuses (2) ausbildet, um den Kühlmittelstrom an dem Außenrand des Statorkerns (3) zu leiten, um den Statorkern (3) zu kühlen, wobei die Stromführungskonfiguration (5) abwechselnd angeordnete Umlenkregionen (51) und Konvergenzregionen (52) umfasst, sodass der Kühlmittelstrom in mehrere Wege unterteilt ist und in den Umlenkregionen (51) parallel strömt und in den Konvergenzregionen (52) zu einem einzigen Weg konvergiert;
einen oder mehrere Kühlmitteleinlässe (8), die an dem Motorgehäuse (2) in Verbindung mit den Konvergenzregionen (52) angeordnet sind, um das Kühlmittel von außerhalb des Kühlsystems zu dem Außenrand des Statorkerns (3) einzuführen;
eine Stromführungshaube (6), die in dem Motorgehäuse (2) montiert ist und sich von dem Statorkern (3) von dem Ende des Statorkerns (3) weg erstreckt und allmählich entlang der axialen Richtung des Statorkerns (3) konvergiert, um den Kühlmittelstrom zu dem Ende der Statorwicklung (4) zu leiten, um das Ende der Statorwicklung (4) zu kühlen, wobei die Stromführungshaube (6) nur einen Abschnitt eines oberen Teils eines Endes des Statorkerns (3) entlang der vertikalen Richtung abdeckt und wobei sich die Stromführungshaube (6) um eine Strecke entlang der axialen Richtung des Statorkerns (3) erstreckt, die geringer ist als die Strecke, um die sich das Ende der Statorwicklung (4) entlang der axialen Richtung des Statorkerns (3) außerhalb des Statorkerns (3) erstreckt; und
eine Konvergenzöffnung (9), die in dem oberen Teil des Endes des Statorkerns (3) entlang der vertikalen Richtung positioniert ist, um das Durchtreten des Kühlmittels in der Stromführungskonfiguration (5) zu ermöglichen, um den Kühlmittelstrom von dem Außenrand des Statorkerns (3) zu der Stromführungshaube (6) zu ermöglichen,
dadurch gekennzeichnet, dass die Stromführungshaube (6) eine hohle Struktur ist und eine Vielzahl von Umlenkvorsprüngen (61) und eine Vielzahl von Stromführungsleisten (62) zum gleichmäßigen Verbreiten des in die Stromführungshaube (6) strömenden Kühlmittels in einen umlaufenden Bereich innerhalb der Stromführungshaube (6) entlang der Ausrichtung der Stromführungshaube (6) umfasst,
wobei die Stromführungshaube (6) an einer Enddruckplatte angebracht ist, die an dem Ende des Statorkerns (3) angeordnet ist,
wobei das Kühlmittel in der Stromführungshaube (6) von dem Statorkern (3) über Löcher oder Schlitze strömt, die in der Enddruckplatte angeordnet sind, und durch die kombinierte Wirkung der Umlenkvorsprünge (61), der Stromführungsleisten (62) und Schwerkraft in die Richtung der Statorwicklung (4) strömt und
wobei die Enddruckplatte durch eine Schichtung der Kernstempel (31, 32) ausgebildet ist.
eine Stromsammelhaube (7), die in dem Motorgehäuse (2) montiert und an einer Enddruckplatte an dem Ende des Statorkerns (3) angebracht ist und sich von dem Statorkern (3) von dem Ende des Statorkerns (3) weg erstreckt und allmählich entlang der axialen Richtung des Statorkerns (3) konvergiert, um einen Abschnitt des Kühlmittels aufzunehmen, das von dem Ende der Statorwicklung (4) fällt, wobei die Stromsammelhaube (7) nur einen Abschnitt des unteren Teils des Endes des Statorkerns (3) entlang der vertikalen Richtung abdeckt, wobei sich die Stromsammelhaube (7) entlang der axialen Richtung des Statorkerns (3) um eine größere Strecke erstreckt, als sich der Endabschnitt der Statorwicklung (4) entlang der axialen Richtung des Statorkerns (3) außerhalb des Statorkerns (3) erstreckt; und
einen Kühlmittelauslass (10), der am Boden der Stromsammelhaube (7) angeordnet ist, um das Kühlmittel aus der Stromsammelhaube (7) herauszuführen, um eine längere Immersion des Kühlmittels in dem Antriebsmotor während des Stillstands des Betriebs des Antriebsmotors zu vermeiden,
wobei die Stromsammelhaube (7) derart konfiguriert ist, dass das Kühlmittel darin aus dem Kühlmittelauslass (10) strömt, oder derart, dass das Kühlmittel von der Stromsammelhaube (7) nach dem Füllen der Stromsammelhaube (7) überströmt.
die Kernstempel (31, 32) ringförmig sind und
die Stromführungskonfiguration (5) durch eine Schichtung der Kernstempel (31, 32) ausgebildet ist, um zu ermöglichen, dass Kühlmittel um den Außenumkreis der Kernstempel (31, 32) strömt.
benachbarte Kernstempel (31, 32) um einen ersten Umfangswinkel entlang der Umfangsrichtung des Statorkerns (3) abgelenkt sind und
die Kernstempel (31, 32) an ihrem Außenumfang mit Laschen zum Ausbilden der Umlenkregionen (51) angeordnet sind.
die Umlenkregionen (51) eine Vielzahl von Unterumlenkregionen umfassen, die Laschen in der Vielzahl von Unterumlenkregionen zentral verteilt sind, die Anzahl der in jeder Unterumlenkregion enthaltenen Laschen n ist, das nicht kleiner als 2 ist,
jede der Laschen sich um einen zweiten Umfangswinkel (α) entlang der Umfangsrichtung erstreckt,
der Winkel zwischen den entsprechenden Seiten benachbarter Laschen ein dritter Umfangswinkel (β) ist und
der Winkel zwischen benachbarten Unterumlenkregionen ein vierter Umfangswinkel (γ) ist.
das Kühlsystem so konfiguriert ist, dass es Folgendes erfüllt: γ > (n - 1) * β + α, n ≥ 2, und
die Konvergenzregionen (52) sich entlang der Umfangsrichtung in einem Umfangswinkel erstrecken, der nicht kleiner als der vierte Umfangswinkel ist.
die Kernstempel (31, 32) mit Schlitzen zum Ausbilden der Konvergenzregionen (52) angeordnet sind,
die an den Kernstempeln (31, 32) angeordneten Laschen sich in einer Umfangsrichtung erstrecken und eine Vielzahl von Löchern darin umfassen, wobei die Vielzahl von Löchern ein kurzes Loch (322) und ein mittellanges Loch (323) zum Ausbilden der Umlenkregionen (51) umfasst,
der Umfangswinkel zwischen benachbarten der Löcher ein zweiter Umfangswinkel (α) ist,
der Umfangswinkel des kurzen Lochs (322) die Differenz zwischen dem dritten Umfangswinkel (β) und dem zweiten Umfangswinkel ist und
der Umfangswinkel des mittellangen Lochs ein vierter Umfangswinkel (γ) ist.
die Kernstempel (31, 32) mit zwei Schlitzen angeordnet sind, wobei sich die Laschen in einer Umfangsrichtung von dem einem Schlitz zu dem anderen Schlitz erstrecken, wobei die Laschen ein kurzes Loch (322), ein mittellanges Loch (323) und ein langes Loch (324) umfassen,
das kurze Loch (322) und das mittellange Loch (323) zum Ausbilden der Umlenkregionen (51) verwendet werden,
das lange Loch (324) und der Schlitz zum Ausbilden der Konvergenzregionen (52) verwendet werden,
der Umfangswinkel zwischen benachbarten der Löcher in den Laschen ein zweiter Umfangswinkel (α) ist,
der Umfangswinkel des kurzen Lochs (322) die Differenz zwischen dem dritten Umfangswinkel (β) und dem zweiten Umfangswinkel ist und
der Umfangswinkel des mittellangen Lochs ein vierter Umfangswinkel (γ) ist.
une configuration de guidage d'écoulement (5) positionnée à la périphérie externe dudit noyau de stator (3), formant un espace connecté au moyen d'un trou ou d'une fente dans la périphérie externe dudit noyau de stator (3) ou dans la paroi interne dudit carter de moteur (2) pour diriger l'écoulement de liquide de refroidissement à la périphérie externe dudit noyau de stator (3) afin de refroidir ledit noyau de stator (3), ladite configuration de guidage d'écoulement (5) comprenant des régions de déviation (51) et des régions de convergence (52) agencées en alternance, de sorte que l'écoulement de liquide de refroidissement soit subdivisé en plusieurs trajets et s'écoule en parallèle dans les régions de déviation (51) et converge en un seul trajet dans les régions de convergence (52) ;
une ou plusieurs entrées de liquide de refroidissement (8) agencées sur ledit carter de moteur (2) en connexion avec lesdites régions de convergence (52), pour introduire le liquide de refroidissement depuis l'extérieur dudit système de refroidissement à la périphérie externe dudit noyau de stator (3) ;
un capot de guidage d'écoulement (6) monté dans ledit carter de moteur (2), s'éloignant dudit noyau de stator (3) à partir de l'extrémité dudit noyau de stator (3) et convergeant progressivement le long de la direction axiale dudit noyau de stator (3), pour diriger l'écoulement de liquide de refroidissement vers l'extrémité dudit enroulement de stator (4) afin de refroidir l'extrémité dudit enroulement de stator (4), dans lequel ledit capot de guidage d'écoulement (6) ne couvre qu'une portion d'une partie supérieure d'une extrémité dudit noyau de stator (3) le long de la direction verticale, et dans lequel ledit capot de guidage d'écoulement (6) s'étend sur une distance le long de la direction axiale dudit noyau de stator (3) inférieure à la distance sur laquelle ladite extrémité dudit enroulement de stator (4) s'étend le long de la direction axiale dudit noyau de stator (3) à l'extérieur dudit noyau de stator (3) ; et
un orifice de convergence (9) positionné dans la partie supérieure de l'extrémité dudit noyau de stator (3) le long de la direction verticale, pour permettre le passage du liquide de refroidissement dans ladite configuration de guidage d'écoulement (5) afin de permettre l'écoulement du liquide de refroidissement de la périphérie extérieure dudit noyau de stator (3) vers ledit capot de guidage d'écoulement (6),
caractérisé en ce que ledit capot de guidage d'écoulement (6) est une structure creuse et comprend une pluralité de bossages de déviation (61) et une pluralité de bandes de guidage d'écoulement (62) pour disperser uniformément le liquide de refroidissement s'écoulant dans ledit capot de guidage d'écoulement (6) dans une zone circonférentielle à l'intérieur dudit capot de guidage d'écoulement (6) le long de l'orientation dudit capot de guidage d'écoulement (6),
dans lequel ledit capot de guidage d'écoulement (6) est fixé à une plaque de pression d'extrémité agencée sur l'extrémité dudit noyau de stator (3),
dans lequel ledit liquide de refroidissement dans ledit capot de guidage d'écoulement (6) s'écoule dudit noyau de stator (3) via des trous ou des fentes agencés dans ladite plaque de pression d'extrémité et s'écoule dans la direction dudit enroulement de stator (4) par l'action combinée desdits bossages de déviation (61), desdites bandes de guidage d'écoulement (62) et de la gravité, et
dans lequel ladite plaque de pression d'extrémité est formée par une lamination desdites tôles magnétiques (31, 32).
un capot d'accumulation d'écoulement (7) monté dans ledit carter de moteur (2) et fixé à une plaque de pression d'extrémité sur l'extrémité dudit noyau de stator (3), s'éloignant dudit noyau de stator (3) à partir de l'extrémité dudit noyau de stator (3) et convergeant progressivement le long de la direction axiale dudit noyau de stator (3), pour recevoir une portion du liquide de refroidissement tombant de l'extrémité dudit enroulement de stator (4), dans lequel ledit capot d'accumulation d'écoulement (7) ne couvre qu'une portion de la partie inférieure de l'extrémité dudit noyau de stator (3) le long de la direction verticale, ledit capot d'accumulation d'écoulement (7) s'étend le long de la direction axiale du noyau de stator (3) sur une distance supérieure à celle sur laquelle la portion d'extrémité dudit enroulement de stator (4) s'étend le long de la direction axiale dudit noyau de stator (3) à l'extérieur dudit noyau de stator (3) ; et
une sortie de liquide de refroidissement (10) agencée au bas dudit capot d'accumulation d'écoulement (7) pour exporter le liquide de refroidissement dudit capot d'accumulation d'écoulement (7) afin d'éviter une immersion prolongée du liquide de refroidissement dans ledit moteur d'entraînement pendant l'arrêt du fonctionnement dudit moteur d'entraînement,
dans lequel ledit capot d'accumulation d'écoulement (7) est configuré de sorte que le liquide de refroidissement à l'intérieur de celui-ci s'écoule depuis ladite sortie de liquide de refroidissement (10), ou de sorte que le liquide de refroidissement déborde dudit capot d'accumulation d'écoulement (7) après le remplissage dudit capot d'accumulation d'écoulement (7).
lesdites tôles magnétiques (31, 32) sont de forme annulaire, et
ladite configuration de guidage d'écoulement (5) est formée par une lamination desdites tôles magnétiques (31, 32) pour permettre au liquide de refroidissement de s'écouler autour du périmètre extérieur desdites tôles magnétiques (31, 32).
lesdites tôles magnétiques (31, 32) adjacentes sont déviées d'un premier angle circonférentiel le long de la direction circonférentielle dudit noyau de stator (3), et
lesdites tôles magnétiques (31, 32) sont agencées avec des languettes sur leur circonférence extérieure pour former lesdites régions de déviation (51).
lesdites régions de déviation (51) comprennent une pluralité de régions de sous-dérivation, lesdites languettes sont réparties de manière centrale dans ladite pluralité de régions de sous-dérivation, le nombre desdites languettes incluses dans chaque région de sous-dérivation est n n'étant pas inférieur à 2,
chacune desdites languettes s'étend selon un deuxième angle circonférentiel (α) le long de la direction circonférentielle,
l'angle entre les côtés correspondants desdites languettes adjacentes est un troisième angle circonférentiel (β), et
l'angle entre lesdites régions de sous-dérivation adjacentes est un quatrième angle circonférentiel (γ).
ledit système de refroidissement est configuré pour satisfaire : γ > (n - 1) * β + α, n ≥ 2, et
lesdites régions de convergence (52) s'étendent le long de la direction circonférentielle à un angle circonférentiel non inférieur au quatrième angle circonférentiel.
lesdites tôles magnétiques (31, 32) sont agencées avec des fentes pour former lesdites régions de convergence (52),
lesdites languettes agencées sur lesdites tôles magnétiques (31, 32) s'étendent dans une direction circonférentielle et comprennent une pluralité de trous dans celles-ci, ladite pluralité de trous comprenant un trou court (322) et un trou de longueur moyenne (323) pour former lesdites régions de déviation (51),
l'angle circonférentiel entre lesdits trous adjacents est un deuxième angle circonférentiel (α), l'angle circonférentiel dudit trou court (322) est la différence entre ledit troisième angle circonférentiel (β) et ledit deuxième angle circonférentiel, et
l'angle circonférentiel dudit trou de longueur moyenne est un quatrième angle circonférentiel (γ).
lesdites tôles magnétiques (31, 32) sont agencées avec deux fentes, lesdites languettes s'étendant dans une direction circonférentielle depuis une dite fente à une autre dite fente, lesdites languettes comprenant un trou court (322), un trou de longueur moyenne (323) et un trou long (324),
ledit trou court (322) et ledit trou de longueur moyenne (323) sont utilisés pour former lesdites régions de déviation (51),
ledit trou long (324) et ladite fente sont utilisés pour former lesdites régions de convergence (52), l'angle circonférentiel entre lesdits trous adjacents dans lesdites languettes est un deuxième angle circonférentiel (α),
l'angle circonférentiel dudit trou court (322) est la différence entre ledit troisième angle circonférentiel (β) et ledit deuxième angle circonférentiel, et
l'angle circonférentiel dudit trou de longueur moyenne est un quatrième angle circonférentiel (y).
REFERENCES CITED IN THE DESCRIPTION
Patent documents cited in the description